WO1999049240A1 - Dispositif a circulation a billes - Google Patents

Description

明 細 書

ボールね じ装置

技 術 分 野

本発明は、 多数のボールを介してね じ軸とナ ツ ト部材とが螺合 して構成され、 工作機械や工業用ロボッ 卜のスライ ド部において モータの回転運動を直線運動に変換して伝達するボールね じ装置 に係り、 詳細には、 多数のボールを所定の間隔で整列させるボ一 ル整列部材を上記ナ ッ ト部材のボール無限循環路に組み込んだボ ールね じ装置の改良に関する。

背 景 技 術

ボールね じ装置は工業用ロボッ 卜の直線スライ ド部等において 多用されており 、 主にモータの回転量に応じた直線移動量をテ— ブル等の可動体に与える 目的で使用されている。 かかるボールね じ装置は、 一般的に、 外周面に螺旋状のボール転走溝が形成され たね じ軸と、 多数のボールを介して該ね じ軸に螺合する と共に該 ボールが循環する無限循環路を備えたナ ツ 卜部材とから構成され ており 、 上記ね じ軸をモー夕に連結して回転させる と、 上記ね じ 軸とナ ツ ト部材との間に介在する多数のボールがナ ツ ト部材に具 備された無限循環路内を循環し、 これに伴ってナ ツ ト部材がね じ 軸の軸方向へ軽やかに直線運動するよ う になっている。

一方、 このよ う なボールね じ装置においては、 上記ボール無限 循環路内を循環する個々のボールがその前後に位置するボールと 相互に接触し、 これによ つてボールの円滑な循環が妨げられる他、 ね じ軸の高速回転時にボール相互の接触音が耳障りである といつ た欠点があ り 、 かかる欠点を解消する ものと して実開平 5 - 2 7 4 0 8 号公報に開示されるボールね じ装置が提案されている。 同公報に開示されるボールね じ装置では、 可撓性を有する帯状 のボール整列部材がナ ツ ト部材のボール無限循環路内に循環移動 可能に設け られており 、 かかる整列部材にはボールを収容するボ 一ルポケ ッ 卜が所定間隔で配列されている。 従って、 ボールは帯 状の整列部材に所定間隔で配列された状態でナ ツ ト部材のボ一ル 無限循環路に収容されており 、 これによ つて該ボールね じ装置で は無限循環路内を循環するボール相互の接触が防止されるよ う に な っている。

ま た、 このボールね じ装置では上記ナ ツ 卜部材にボール循環用 パイ プを装着する こ とによ り 、 上記ボール無限軌道が形成される よ う にな っているが、 かかるボール循環用パイ ブの内径面には上 記ボール整列部材の両側縁部を案内する一対の案内溝が形成され ている。 従って、 かかる案内溝でボール循環用パイ プ内における 帯状 リ テーナのばたつきを防止する こ とで、 ボール無限軌道内に おけるボールの円滑な循環が確保されるよ う になっている。

しかし、 この従来のボールね じ装置は、 ボール循環用パイ プ内 では前述の如 く 案内溝によ って整列部材の循環を案内 してはいる ものの、 ボールがね じ軸とナ ツ ト部材との間を転走している領域、 すなわち負荷領域ではね じ軸の外周面とナ ッ ト部材の内周面とが 形成する僅かな隙間に整列部材が揷入されているのみである。 こ のため、 ボールの循環に伴って帯状の整列部材が少しでもふらつ く と、 相対的に逆方向へ移動する整列部材とね じ軸の外周面とが 接触を生じて しま い、 かかる整列部材が早期に磨耗して しま う他、 整列部材の循環ひいてはボールの循環に対して大きな抵抗が作用 して しま い、 ね じ軸に対するナ ツ ト部材の円滑な運動が阻害され て しま う と いっ た問題点があ っ た。

ま た、 ボール循環用パイ プにのみ帯状整列部材の案内溝を形成 した場合、 整列部材を無端状に形成していないと、 かかる整列部 材の先端部が負荷領域からボール循環用パイ プに進入する際にそ の入口で引 っ掛かって しま い、 これによつても整列部材の円滑な 循環が妨げられて しま う といっ た問題点があった。 発 明 の 開 示

本発明はこのよ う な問題点に鑑みなされたものであ り、 その目 的とする と こ ろは、 ナ ツ ト部材の無限循環路内に組み込まれた整 列部材がね じ軸と接触するのを防止する と共に、 かかる整列部材 が無限循環路内で循環中に引 っ掛かり を生じるのを防止し、 以て ボールの循環ひいてはね じ軸に対するナ ツ ト部材の運動を円滑に 行い得る と共に、 かかる整列部材の磨耗を可及的に防止する こ と が可能なボールね じ装置を提供する こ とにある。

上記目的を達成するために、 本発明のボールね じ装置は、 多数 のボールと、 外周面に螺旋状のボ一ル転走溝が形成されたね じ軸 と、 内周面に上記ね じ軸のボール転走溝と対向する螺旋状の負荷 転走溝を有し、 上記ボールを介 してね じ軸に螺合するナツ ト部材 と、 このナ ツ ト部材の負荷転走溝の両端と連通連結して上記ボー ルの無限循環路を形成する循環路形成部材とから構成されるボー ルね じ装置を前提と し、 上記無限循環路内には、 上記ボールを所 定の間隔で整列させる と共に該無限循環路内をボールと共に循環 するボール整列部材を設け、 かかるボール整列部材にはボ一ルの 直径よ り も該ボールの整列方向の両側に張り 出 した案内片を形成 する一方、 上記循環路形成部材の内径には上記ボール整列部材の 案内片を収容する一対の案内溝をボール転走方向に沿って形成し、 また、 上記ナ ツ ト部材の負荷転走溝の両側には上記ボール整列部 材の案内片を収容する と共に上記案内溝と連続する一対の誘導溝 を形成したこ とを特徴とする ものである。

このよ う な技術的手段によれば、 上記無限循環路内をボールと 共に循環するボール整列部材にはボールの直径よ り も該ボールの 整列方向の両側に張り 出 した案内片が形成される一方、 上記ナ ツ ト部材の負荷転走溝の両側にはボール整列部材の案内片を収容す る誘導溝が形成されている こ とから、 上記ボール整列部材はボー ルがナ ツ ト部材の負荷転走溝とね じ軸のボール転走溝との間、 す なわち負荷領域を転走している最中は上記誘導溝によ りナ ツ ト部 材の内周面に沿って案内される。 従って、 かかる負荷領域におい てはボールの転走と共に移動するボ一ル整列部材がふらっ く こ と はな く 、 ボール整列部材とね じ軸との接触を防止する こ とが可能 となる。

また、 ナ ツ 卜部材の負荷転走溝の両側に形成された上記誘導溝 は循環路形成部材の内径に形成された案内溝と連続している こ と から、 ボール整列部材が無端状に形成されていない場合であ って も、 負荷領域から循環路形成部材に進入するボール整列部材の先 端が循環路形成部材の入口で引 っ掛かり を生じる こ とはな く 、 ナ ッ ト部材に具備された無限循環路に複数のボール整列部材を直列 に組み込んで使用する こ と も可能となる。

こ こで、 上記ボール整列部材は多数のボールを所定の間隔で整 歹 ijさせる こ とができ る ものであれば良く 、 例えば前述の実開平 5 - 2 7 4 0 8 号公報に開示される帯状リ テ一ナの如 く 、 合成樹脂 からなる可撓性ベル 卜 に所定の間隔でボール直径よ り も幾分大き な直径のボール収容孔を形成しただけの ものであっても良い。 但 し、 ナ ツ ト部材からね じ軸を抜いた際にボールがナ ツ ト部材の負 荷転走溝から転がり落ちるのを防止する という観点からすれば、 かかるボール整列部材がボールを回動自在に保持する機能を有し ているのが好ま しい。 このよ う に構成すれば、 ボールはボール整 列部材によ って保持される一方、 ボール整列部材はナ ツ ト部材の 誘導溝によ り ナ ッ ト部材の内周面に沿って案内されているので、 結果的に負荷転走溝を転走するボールはナ ツ ト部材に保持されて いる こ と とな り 、 ナ ツ ト部材からね じ軸を抜いてもボールが転が り落ちる こ とがな く 、 ナ ツ ト部材の取り扱いが容易な ものとなる。

ま た、 本発明では 1 つのボール整列部材に対して必ずし も複数 のボ一ルが配歹 ljされる必要はな く 、 個々 のボール毎にボール整列 部材を設けてこれらを無限循環路内で連ね、 これによ つて該ボー ルを所定間隔で整列させるよ う に構成しても良い。

一方、 上記誘導溝はナ ツ ト部材の内周面に対して切削加工等で 直接形成しても差し支えないが、 ナ ツ ト部材の加工手間を考慮し た場合、 合成樹脂の射出成形等を利用 してナ ツ ト部材の内周面に 具備させるのが好ま しい。 但し、 かかる誘導溝は負荷転走溝に対 応 じて螺旋状に形成する こ とが必要であり 、 射出成形による場合 は成形型が複雑になって しま う こ とから、 ナ ツ ト部材とは别途に 形成した略円筒形状の案内部材をナ ツ ト部材の内径に嵌合させ、 この案内部材とナ ツ ト部材の内周面との協動によって上記誘導溝 溝をナ ツ ト部材に具備させるのが好ま しい。 すなわち、 上記案内 部材には上記ナ ッ ト部材の負荷転走溝に対応して螺旋状のボール 逃げ部を開設する と共に、 このボール逃げ部の両側には案内部を 形成し、 かかる案内部とナ ツ ト部材の内周面との協動によって上 記誘導溝を形成すれば良い。 尚、 この案内部材は切削加工等の機 械的手法によ って製作しても良い し、 合成樹脂の射出成形によつ て製作 して も良い。

また、 この案内部材をナ ツ ト部材の内径に嵌合させるに当たつ ては、 かかる案内部材に開設 した螺旋状のボール逃げ部がナ ツ ト 部材の内周面に形成された螺旋状の負荷転走溝と正確に対応する こ とが必要である。 仮にこれらが正確に対応していない場合には、 負荷転走溝を転走するボールが案内部材に接触する こ と とな り、 ボ一ルの円滑な循環が阻害される と共にボールの循環に伴う騒音 が顕著に発生して しま うからである。 従って、 かかる観点からす れば、 上記案内部材の外周面には上記ボール逃げ部に沿つて螺旋 状の係止突起を形成する一方、 上記ナ ツ 卜部材の内周面には該係 止突起が螺合する係止凹溝を負荷転走溝に沿って形成するのが好 ま しい。 このよ う に構成すれば、 案内部材はその外周面に形成さ れた係止突起をナ ツ ト部材の係止凹溝に螺合させるよ う に してナ ッ ト部材に固定されるので、 ナ ツ ト部材の負荷転走溝と案内部材 のボール逃げ部との位置関係、 ひいては負荷転走溝と誘導溝との 位置関係が正確とな り 、 ボール及びボール整列部材の循環を更に 円滑な もの とする こ とができ る。

また、 このよ う に案内部材の係止突起とナ ツ ト部材の係止凹溝 とを互いに螺合させるよ う に構成した場合、 上記案内部材を弦巻 きばねの如き螺旋状に形成しておき、 ナ ツ ト部材に螺合させる こ と によ ってその リ ー ドを強制的に負荷転走溝の リ ー ドに合致させ る こ と も可能とな り 、 上記案内部材の形状を一層簡易な ものとす る こ と も可能となる。

更に、 上記循環路形成部材と しては、 ナ ツ ト部材に装着されて 上記負荷転走溝の両端を連通連結し、 かかるナ ツ ト部材にボール の無限循環路を具備させる ものであれば良く 、 例えば、 ナツ ト部 材の外周面から内周面へと貫通して負荷転走溝の両端を連通連結 するパイ プ状の ものや、 ナ ツ ト部材の軸方向の両端に装着される と共に該ナ ツ ト部材をその軸方向に貫通するボール戻し孔との間 でボールの受け渡しを行う一対のェン ドキヤ ッ プ等がこれに該当 する。 図面の簡単な説明

図 1 は本発明を適用 したボールね じ装置の実施例を示す斜視図、 図 2 は実施例に係るボールね じ装置の断面図、 図 3 は実施例に係るナッ 卜部材の分解斜視図、

図 4 は実施例に係るナツ ト部材に具備された無限循環路をボ一 ルが循環する様子を示す斜視図、

図 5 は実施例に係るボールねじ装置に組み込まれたボ一ル整列 部材を示す図、

図 6 は図 5 に示すボール整列部材を拡大して示した正面図、 平 面図及び X - X線断面図、

図 7 は実施例に係る案内部材を示す斜視図、

図 8 は実施例に係る案内部材とナツ ト本体との嵌合状態を示す 拡大断面図、

図 9 は実施例に係る案内部材とボールリ ター ンパイプとの係合 状態を示す斜視図、

図 1 0 は実施例に係るボールね じ装置に適用するこ とが可能な ボール整列部材の他の例を示す斜視図、

図 1 1 は図 1 0 に示すボール整列部材の平面図、

図 1 2 は図 1 0 に示すボール整列部材を無限循環路内で配列し た様子を示す平面図である。

[符号の説明]

1 …ボール、 2 …ボール整列部材、 1 0 …ねじ軸、 1 1 …ボー ル転走溝、 2 0 …ナッ ト部材、 3 5 …負荷転走溝、 4 0 …案内部 材、 5 0 …ボールリ タ一ンパイプ （循環路形成部材） 、 2 1 …誘 導溝、 5 3 …案内溝 発明を実施するための最良の形態 以下、 添付図面に基づいて本発明のボールねじ装置を詳細に説 明する。

図 1 及び図 2 はボール整列部材を組み込んだボールねじ装置の 実施例を示すものである。 同図において、 符号 1 0 は所定の リ ー ドで螺旋状のボール転走溝 1 1 が形成されたね じ軸、 符号 2 0 は ボール 1 が循環する無限循環路を備える と共に該ボール 1 を介し て上記ね じ軸 1 0 に螺合した鋼製のナ ツ ト部材、 符号 3 0 はこの ナ ツ ト部材 2 0 の外周面から内周面へと挿し込まれてボール 1 の 無限循環路を形成するボール リ ター ンパイ プ （循環路形成部材） 、 符号 4 0 は上記ナ ツ ト部材 2 0 の内径に嵌合する合成樹脂製の案 内部材 4 0 であ り 、 これらね じ軸 1 0 とナ ツ ト部材 2 0 との相対 的な回転によ り該ナ ツ ト部材 2 0 がね じ軸 1 0 の軸方向へ運動す るよ う に構成されている。

図 3 に示すよ う に、 上記ナ ツ ト部材 2 0 は中央に上記ね じ軸 1 0 の貫通孔 3 1 を有する円筒状に形成されており 、 その外周面に は該ナ ツ ト部材 2 0 をテーブル等の可動体に固定するためのフラ ン ジ部 3 2 が突設されている。 上記貫通孔 3 1 の内周面には上記 ね じ軸 1 0 のボール転走溝 1 1 と相対向する螺旋状の負荷転走溝 3 5 が形成されており 、 ね じ軸 1 0 とナ ツ ト部材 2 0 が相対的な 回転を生じ る と、 ボール 1 はこれらボール転走溝 1 1 と負荷転走 溝 3 5 との間で荷重を負荷しながら転走する。 この負荷転走溝 3 5 の両端近傍にはその接線方向にナ ツ ト部材 2 0 を貫通する連通 孔 3 6 が開設されており 、 上記ボールリ ター ンパイ プ 5 0 の両端 はこれらの連通孔 3 6 を介 してナ ツ ト部材 2 0 の外側から内側へ と挿入されるよ う になっている。 そ して、 ナ ツ ト部材 2 0 とね じ 軸 1 0 との間で荷重を負荷しながら上記負荷転走溝 3 5 を転走し てきたボール 1 は、 一方の連通孔 3 6 の開設位置に到達する と荷 重から開放されてボールリ ター ンパイ プ 5 0 内に転がり込み、 図 4 に示すよ う にボールリ ター ンパイプ 5 0 内を転走した後、 他方 の連通孔 3 6 を介して再度ナ ツ ト部材 2 0 とね じ軸 1 0 との間に 戻されるよ う になつている。

ま た、 上記ナ ツ 卜部材 2 0 の負荷転走面 3 5 の両端には上記連 通孔 3 6 に対応して係止段部 3 8 が形成されており、 連通孔 3 6 からナ ツ ト部材 2 0 の内側へと挿人されたボールリ ターンパイプ 5 0 の先端面は上記係止段部 3 8 に突き当たって係止されるよう になっている。 更に、 このナツ ト部材 2 0 の外周面には上記ボー ルリ ターンパイプ 5 0 を固定するための取付面 3 3が形成されて おり、 かかるボールリ ター ンパイプ 5 0 は留め具 5 1 を用いてナ ッ ト部材 2 0 に固定されるよう になっている （図 1参照） 。 尚、 図 3 に示すよ うに、 ナツ ト部材 2 0 の取付面 3 3 にはタ ツプ孔 3 4 が形成されており 、 上記留め具 5 1 に揷通した固定ボル ト 5 2 がこれに螺合するよ う になつている。

こ こで、 上記ボール 1 は個々 にナツ ト部材 2 0 の無限循環路に 組み込まれているのではな く 、 図 5 に示すよう に、 可撓性を有す る合成樹脂製のボール整列部材 2 に一列に配列された状態で該無 限循環路に組み込まれている。 かかるボール整列部材 2 は、 図 6 (a)及び (b)にその拡大図を示すように、 各ボール 1 の収容孔 3が形 成された略円環状の連結単位体 4 を一列に連ねて構成されており、 ボール 1 は各連結単位体 4 に一個ずつ収容されることで、 該ボー ル整列部材 2 の長手方向に沿って所定の間隔で配列されている。 各連結単位体 4 はその外周の一部分が連結部 4 aを介して隣接す る連結単位体 4 と連結されており、 このボール整列部材 2 は互い に隣接する連結単位体 4 ， 4 の間、 すなわち上記連結部 4 a にお いて最も括れた形状をなしている。 そ して、 かかるボール整列部 材 2 は上記連結部 4 aが撓むこ とで柔軟に屈曲あるいは捩じれ等 を生じ得るよ う になつている。 尚、 図 6 (c)は図 6 (a)の X — X線断 面図である。

また、 上記連結単位体 4 の各々の表裏両面であって且つボール 1 の配列方向における前後両側には一対の抜け止め部 5 ， 5が夫 々立設されており、 かかる抜け止め部 5 によってボール 1 が上記 収容孔 3 から抜け落ちるのを各連結単位体 4 毎に防止している。 図 6 (a)に示すよ う に、 かかる抜け止め部 5 の上記連結単位体 4 に 対する突出高さ h はボール 1 の突出高さ Hよ り も小さ く 設定され ており 、 これによ つて各ボール 1 がね じ軸 1 0 のボール転走溝 1 1 を転走している際に、 かかる抜け止め部 5 のボール転走溝 1 1 との干渉が防止されるよ う になっている。

このボール整列部材 2 は上記ボール 1 を中子と して金型内に配 列 した合成樹脂の射出成形によ り成形され、 成形完了後に上記ボ ール整列部材 2 をボール 1 と共に金型から離型して製造される。 ま た、 単にボール整列部材 2 を射出成形したのみでは上記連結単 位体 4 及び抜け止め部 5 がボール 1 と密着して しまい、 該ボール 整列部材 2 に対してボール 1 が自在に回転しないこ とから、 この 実施例では成形完了後のボール整列部材 2 をボール 1 と共に鉱油 系潤滑油に浸漬し、 経時的なボール整列部材 2 の膨潤を待つてボ ール 1 と連結単位体 4 及び抜け止め部 5 との間に隙間を形成し、 該ボール 1 の自由な回転を可能と している。

従って、 上記ボール 1 がね じ軸 1 0 及びナ ツ ト部材 2 0 の相対 的な回転に伴ってナ ツ ト部材 2 0 に具備された無限循環路を循環 する と、 かかるボール 1 と共にボール整列部材 2 も無限循環路内 を循環する。 このと き、 図 2 に示すよ う に、 上記ボールリ ター ン パイ プ 5 0 の内径にはボール 1 の転走方向に沿って一対の案内溝

5 3 が形成されている こ とから、 上記ボール整列部材 2 がボ一ル リ ター ンパイ プ 5 0 内を循環する際には、 ボール 1 の直径よ り も 該ボール 1 の整列方向の両側に張り 出 した連結単位体 4 の一部

(図 6 (b)に斜線で示す領域 A ) がこの案内溝 5 3 に収容され、 ボ ール整列部材 2 はこの案内溝 5 3 に導かれるよ う に してボールリ ター ンパイ プ 5 0 内を移動する。 つま り 、 本実施例においては図

6 (b)に斜線で示された連結単位体 4 の領域 Aが本発明の案内片と して機能している。 これによ り 、 ボール リ ター ンパイ プ 5 0 内に おけるボール整列部材 2 のばたつきが防止され、 かかるボール整 列部材 2 に回動自在に保持されたボール 1 の循環の円滑化が図ら れている。

一方、 上記ナ ツ ト部材 2 0 の貫通孔 3 1 に嵌合する案内部材 4 0 は合成樹脂からな り 、 上記ね じ軸 1 0 の外径よ り僅かに大きな 内径を有する と共に、 上記ナ ツ ト部材 2 0 の内径に適合した外径 を有する略円筒形状に形成されている。 従って、 この案内部材 4 0 とね じ軸 1 0 との間には僅かな隙間が形成されるよ う になって いる。 図 7 に示すよ う に、 この案内部材 4 0 にはナ ツ ト部材 2 0 の負荷転走溝 3 5 に対応 して螺旋状のボール逃げ部 4 1 が開設さ れており 、 上記負荷転走溝 3 5 を転走するボール 1 はこのボール 逃げ部 4 1 を介してね じ軸 1 0 のボール転走溝 1 1 に接触するよ う になっている。

このボール逃げ部 4 1 の両側には上記ボール整列部材 2 をナ ツ ト部材 2 0 の内周面に沿って案内する薄肉の案内部 4 2 が形成さ れており 、 上記案内部材 4 0 をナ ツ ト部材 2 0 に嵌合させる と、 図 8 に示すよ う に、 かかる リ テーナ案内部 4 2 とナ ツ ト部材 2 0 の内周面との協働によ り 、 上記ボール整列部材 2 の両側縁部を収 容する誘導溝 2 1 が上記負荷転走溝 3 5 の両側に沿つて形成され るよ う になっている。

ま た、 案内部材 4 0 のボール逃げ部 4 1 とナ ツ ト部材 2 0 の負 荷転走溝 3 5 との位置関係に正確を期 し、 ひいては負荷転走溝 3 5 の両側に沿って誘導溝 2 1 を精度良く 形成するため、 上記案内 部材 4 0 の外周面には上記ボール逃げ部 4 1 に沿って螺旋状の係 止突起 4 3 が形成される一方、 ナ ツ ト部材 2 0 の内周面には上記 負荷転走溝 3 5 に沿つて螺旋状の係止凹溝 3 7 が形成されており、 上記係止突起 4 3 を係止凹溝 3 7 に螺合させる こ とで案内部材 4 0 がナ ツ ト部材 2 0 の貫通孔 3 1 に嵌合するよ う に構成されてい る。

更に、 上記案内部材 4 0 にはナ ツ ト部材 2 0 の連通孔 3 6 に揷 入されたボールリ ター ンパイ プ 5 0 の先端と適合する切り欠き部 4 4 が形成されている。 かかる切り欠き部 4 4 は案内部材 4 0 の 外周面を接線方向に切り取るよ う に して形成されており 、 かかる 切り欠き部 4 4 によ って上記案内部 4 2 が寸断されている。 従つ て、 ナ ツ ト部材 2 0 の貫通孔 3 1 に上記案内部材 4 0 を嵌合させ た状態で上記ボール リ ター ンパイ プ 5 0 を該ナ ツ ト部材 2 0 に装 着する と、 ナ ツ ト部材 2 0 の係止段部 3 8 に突き当たって係止さ れた上記ボール リ ター ンパイ プ 5 0 の先端面が寸断された案内部

4 2 に も突き当たるよ う にな つている。 図 9 はボ一ルリ 夕一 ンパ イ ブ 5 0 と案内部材 4 0 との接続状態を示す斜視図である。 この 図に示すよ う に、 ナ ツ 卜部材 2 0 の連通孔 3 6 にボールリ ター ン パイ プ 5 0 を挿入する と、 かかるボールリ ター ンパイ プ 5 0 の先 端は上記案内部材 4 0 の切り欠き部 4 4 に適合し、 かかるパイ プ

5 0 の端面と案内部 4 2 とが干渉する こ とによ って案内部材 4 0 の周方向の位置が決定される。 前述したよ う に、 上記案内部材 4 0 は係止突起 4 3 をナ ツ ト部材 2 0 の係止凹溝 3 7 に螺合させる こ とで該ナ ツ ト部材 2 0 の貫通孔 3 1 に嵌合している こ とから、 このよ う に して案内部材 4 0 の周方向の位置が決定される と、 ナ ッ ト部材 2 0 に対する案内部材 4 0 の軸方向の位置も決定される こ とになる。 すなわち、 この実施例ではボールリ ター ンパイプ 5 0 をナ ツ ト部材 2 0 に装着する こ とによ り 、 上記案内部材 4 0 を ナ ツ ト部材 2 0 に対して正確に位置決めする こ とができ る もので ある。

また、 このよ う に してボール リ タ ー ンパイプ 5 0 を案内部材 4 0 の切り欠き溝 4 4 に適合させる と、 かかるパイ プ 5 0 の端面が 案内部材 4 0 の リ テ一ナ案内部 4 2 に突き当たる こ とから、 上記 リ テーナ案内部 4 2 とナ ツ ト部材 2 0 との協働によ って形成され た誘導溝 2 1 がボール リ ター ンパイ プ 5 0 の内径に形成された案 内溝 5 3 と連通連結されるよ う になっている。 これによ り 、 ボー ル 1 と共にナ ツ ト部材 2 0 の無限循環路を循環するボール整列部 材 2 は、 ボール 1 がね じ軸 1 0 のボール転走溝 1 1 とナ ッ ト部材 2 0 の負荷転走溝 3 5 との間、 すなわち負荷領域を転走している 際は上記誘導溝 2 1 によ ってナ ツ ト部材 2 0 の内周面に沿って案 内され、 ボール 1 が負荷領域からボールリ ター ンパイ プ 5 0 の内 部、 すなわち無負荷領域に転がり込むと引き続きボールリ ター ン パイ プ 5 0 の案内溝 5 3 によ って案内される。

そ して、 以上のよ う に構成された本実施例のボールね じ装置に よれば、 ね じ軸 1 0 とナ ツ 卜部材 2 0 が相対的に回転する と、 ボ ール整列部材 2 に配列されたボール 1 がナ ツ 卜部材 2 0 の負荷転 走溝 3 5 及びね じ軸 1 0 のボール転走溝 1 1 の間を転走し、 これ に伴ってボール整列部材 2 がナ ツ ト部材 2 0 に具備された無限循 環路の内部を循環する。

このと き、 本実施例のボールね じ装置では、 ナ ツ ト部材 2 0 に 具備された負荷転走溝 3 5 の両側に沿って誘導溝 2 1 を形成し、 かかる誘導溝 2 1 でボール整列部材 2 の両側縁部をナ ッ ト部材 2 0 の内周面に沿って案内 している こ とから、 ボール 1 と共に負荷 領域を移動するボール整列部材 2 がね じ軸 1 0 と接触する こ とが な く 、 ボール 1 の転走に対して作用する抵抗を減じる と共に、 ボ ール整列部材 2 の磨耗を も防止する こ とができ る ものである。

また、 ナ ツ ト部材 2 0 の負荷転走溝 3 5 の両側に沿って形成さ れた誘導溝 2 1 はボールリ ター ンパイプ 5 0 の案内溝 5 3 と連続 している こ とから、 ボール整列部材 2 の両側縁部は負荷領域及び 無負荷領域からなる無限循環路の全周にわたって誘導溝 2 1 及び 案内溝 5 3 によ って連続的に案内されている こ と となる。 従って、 負荷領域から無負荷領域、 無負荷領域から負荷領域へのボール整 列部材 2 の循環、 ひいてはボール 1 の循環が円滑な ものとな り、 その分だけナ ツ ト部材とね じ軸の相対的な回転に作用する抵抗を 減 じる こ とができ る ものである。

更に、 本実施例ではボール 1 がボール整列部材 2 によ って回動 自在に保持される一方、 ボール整列部材 2 は前述の如 く その両側 縁部が誘導溝 2 1 によ りナ ツ ト部材 2 0 の内周面に沿って案内さ れている こ と力、ら、 ナ ツ ト部材 2 0 力、らね じ軸 1 0 を取り外して も、 ナ ツ ト部材 2 0 の負荷転走溝を転走するボール 1 が該ナ ツ ト 部材 2 0 から転がり落ちる こ と はな く 、 ボールね じ装置の組立時 等における取り扱いが極めて容易な ものとなる。

また更に、 このよ う にボール整列部材 2 の両側縁部が誘導溝 2 1 及び案内溝 5 3 によ り 、 ナ ツ ト部材に具備された無限循環路の 全周にわたって案内されている こ とから、 かかる無限循環路に複 数本のボール整列部材を直列的に組み込んで循環させる こ と も可 能とな り 、 極めて長尺なボール整列部材 2 を製作する手間が省け る他、 かかるボール整列部材 2 を無限循環路に組み込む際の取り 扱い も容易な ものとなる。

図 1 0 乃至図 1 2 は、 上記実施例のボールね じ装置の無限循環 路に組み込むこ とが可能なボール整列部材 7 0 の他の例を示すも のである。

これらの図に示された整列部材 7 0 は個々のボール 1 に対して 個別に設け られるよ う になつ ており 、 図 1 2 に示すよ う に無限循 環路内でボール 1 と共に配列 して使用される。 各ボール整列部材

7 0 は、 ボール 1 に接する球面座 7 1 a , 7 1 b を表裏両面に有 する間座部 7 2 と、 ボール 1 を抱え込むよ う に して上記間座部 7

2 から立設された一対の保持腕 7 3 ， 7 3 とから構成されており、 これら間座部 7 2 及び保持腕 7 3 によって 1 個のボール 1 を回動 自在に保持するよ う になっている。

そ して、 このよ う に構成されたボール整列部材 7 0 は上記間座 部 7 2 が互いに隣接するボール 1 , 1 の間に位置するよ う に無限 循環路内に配列され、 ボール 1 の転走に伴って該ボール 1 と共に 無限循環路内を循環する。 このと き、 このボール整列部材 7 0 も、 図 6 に示 したボール整列部材 2 と同様、 上記保持腕 7 3 がボール 1 の直径よ り も該ボール 1 の整列方向の両側に張り 出 している こ とから、 かかる保持腕 7 3 が本発明の案内片と してボールリ タ一 ンパイ プ 5 0 の案内溝 5 3 、 あるいはナ ツ ト部材 2 0 に形成され た誘導溝 2 1 に収容される。 従って、 負荷領域及び無負荷領域の 双方において、 ボール整列部材 7 0 を一定の経路で円滑に案内す る こ とができ、 前述のボール整列部材 2 を使用 した場合と同様の 効果、 すなわちボール整列部材 7 0 がね じ軸 1 0 と接触するのを 防止し得る と共に、 無限循環路内におけるボール 1 の循環の円滑 化を図り 、 ナ ツ ト部材とね じ軸の相対的な回転に作用する抵抗を 減 じ る こ とができ る ものである。 産業上の利用可能性

以上説明 してきたよ う に、 本発明のボールね じ装置によれば、 ナ ツ ト部材に具備された負荷転走溝の両側には誘導溝が形成され ており 、 ボール整列部材の両側へ張り 出 した案内片がこの誘導溝 によ つて案内されている こ とから、 ボールが上記負荷転走溝を転 走 している最中に該ボール整列部材がふらついてね じ軸と接触を 生 じ る こ とがないので、 ボールの循環を円滑に行う こ とが可能と な り 、 ひいてはね じ軸に対するナ ッ ト部材の運動を円滑に行う こ とが可能となる他、 ボール整列部材の磨耗を可及的に防止する こ とが可能となる。 ま た、 上記誘導溝はボール戻し通路に形成された案内溝と連続 している こ とから、 ボール整列部材が無端状に形成されておらず、 例えば個々 のボールに対して個別に設け られている場合であって も、 ボール整列部材の先端が循環路形成部材の入口で引 っ掛かり を生 じ る こ と はないので、 この点においても無限循環路内におけ るボー ルの循環の円滑化を図る こ とが可能となる他、 無限循環路 に複数のボール整列部材を直列に組み込んで使用する こ と も可能 となる。

Claims

求 の 範 囲

(1) 多数のボールと、 外周面に螺旋状のボ一ル転走溝が形成され たね じ軸と、 内周面に上記ね じ軸のボール転走溝と対向する螺旋 状の負荷転走溝を有し、 上記ボールを介してね じ軸に螺合するナ ッ ト部材と、 このナ ツ ト部材の負荷転走溝の両端と連通連結して 上記ボールの無限循環路を形成する循環路形成部材とから構成さ れるボールね じ装置において、

上記無限循環路内には、 上記ボールを所定の間隔で整列させる と共に該無限循環路内をボールと共に循環するボ一ル整列部材を 設け、 かかるボール整列部材にはボールの直径よ り も該ボールの 整列方向の両側に張り 出 した案内片を形成する一方、

上記循環路形成部材の内径には上記ボール整列部材の案内片を 収容する一対の案内溝をボール転走方向に沿って形成し、 また、 上記ナ ツ ト部材の負荷転走溝の両側には上記ボール整列部材の案 内片を収容する と共に上記案内溝と連続する一対の誘導溝を形成 したこ とを特徴とするボールね じ装置。

(2) 請求項 1 記載のボールね じ装置において、 上記ボール整列部 材は複数のボールが配列された帯状に形成されており 、 これらボ 一ルを回動自在に保持している こ とを特徴とするボールね じ装置。

(3) 請求項 1 記載のボールね じ装置において、 上記ボール整列部 材は個々 のボール毎に複数設け られており 、 各ボールを回動自在 に保持している こ とを特徴とするボールね じ装置。

(4) 請求項 1 乃至 3 のいずれかに記載のボールね じ装置において、 上記ナ ツ 卜部材の内径には略円筒形状の案内部材を嵌合させ、 か かる案内部材には上記ナ ッ 卜部材の負荷転走溝に対応して螺旋状 のボール逃げ部を開設する と共に、 このボール逃げ部の両側には ナ ツ ト部材の内周面と相俟って上記誘導溝を形成する案内部を开 成したこ とを特徴とするボールね じ装置。

(5) 請求項 4 記載のボールね じ装置において、 上記案内部材の外 周面には上記ボール逃げ部に沿つて螺旋状の係止突起を形成する 一方、 上記ナ ツ ト部材の内周面には該係止突起が螺合する係止凹 溝を負荷転走溝に沿つて形成したこ とを特徴とするボールね じ装

(6) 請求項 4 又は 5 記載のボールね じ装置において、 上記ナ ツ ト 部材に対する案内部材の位置決めが上記循環路形成部材をナ ツ ト 部材に装着する こ とによ って行われる こ とを特徴とするボールね じ装置。